通過分析銀河系中心巨型黑洞對其附近恒星的極強引力，天文學(xué)家已經(jīng)證明，愛因斯坦關(guān)于時空的觀點仍然是對引力影響的最佳描述。

圖解: 藝術(shù)家對恒星S0-2的描述是來自于它經(jīng)過了銀河系中心的超大質(zhì)量黑洞。 當恒星靠近超大質(zhì)量黑洞時，它會經(jīng)歷由愛因斯坦廣義相對論所預(yù)測的引力紅移。

根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，重力是由質(zhì)量扭曲了空間和時間引起的。物體質(zhì)量越大，其引力越強。

科學(xué)家們已經(jīng)在相對較弱的引力場中，像地球和太陽系，驗證了廣義相對論的預(yù)示。在存在更強大的引力場的情況下——例如被認為幾乎所有大型星系的中心都存在的超大質(zhì)量黑洞——研究人員可能會發(fā)現(xiàn)違反廣義相對論的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可能形成一種有助于解釋宇宙奧秘的理論，如暗物質(zhì)和暗能量。

加州大學(xué)洛杉磯分校的天文學(xué)教授和該研究的主要作者安德里亞蓋茨在一份聲明中說：“愛因斯坦是對的，至少現(xiàn)在是這樣。” “我們的觀察結(jié)果與愛因斯坦的廣義相對論一致。但是，他的理論肯定存在一些缺陷?！?/p>

在這項研究中，天文學(xué)家主要研究的是超大質(zhì)量黑洞人馬座A *，通常縮寫為Sgr A *。這個位于銀河系中心的巨人，質(zhì)量大約是太陽的400萬倍，直徑約為1460萬英里（2360萬公里）。

科學(xué)家在監(jiān)測S0-2恒星期間，該天體運行在16年的軌道上，最接近人馬座A *。這顆恒星距離黑洞很近，有120個天文單位（AU）—— 一個AU是地球和太陽之間的平均距離，大約9300萬英里（1.5億公里）——運行速度高達光速的2.7％。

通過在夏威夷使用凱克天文臺，雙子座天文臺和斯巴魯望遠鏡，天文學(xué)家成功地追蹤了S0-2在3D中的完整軌道。他們將這些數(shù)據(jù)與過去24年來的測量結(jié)果相結(jié)合。

科學(xué)家研究了廣義相對論的預(yù)測，即“引力紅移”，它認為重力可以扭曲光線。就像車輛駛向人們時，救護車警報器聲音會相對更高，并且隨著車輛向外移動音調(diào)會變低。同理，隨著引力場下降的光線會轉(zhuǎn)移到光譜的藍色端，而從引力場中逃逸出來的光則會移向紅色端。

圖解: 質(zhì)量龐大的星球上所發(fā)出的光遠離星球時，會發(fā)生紅位移——從藍色偏到紅色。

“這些測量標志著一個時代的開始，在這里我們可以利用星系中心超大質(zhì)量黑洞周圍的恒星軌道來研究引力的本質(zhì)?！?

“理論中早已存在這種說法，但是能夠真正的做到這一點還是足夠令人興奮的，”Do 說。“這是通往廣義相對論和其他引力理論的未來的一塊里程碑，有著很強的實驗意義?！?/p>

圖解: 大麥哲倫云面前的黑洞（中心）的模擬視圖。請注意引力透鏡效應(yīng)，從而產(chǎn)生兩個放大，以星云最高處扭曲的視野。銀河系星盤出現(xiàn)在頂部，扭曲成一個弧形。

從S0-2中檢測到的光譜揭示了它在人馬座A *的極端引力所經(jīng)歷的紅移與廣義相對論一致。能夠看到廣義相對論的預(yù)測是令人極其“驚訝的”?！皭垡蛩固乖趧?chuàng)造他的理論時都不知道黑洞，更不用說超大質(zhì)量的黑洞?！盌o說。

圖解: 人馬座A*（中央）與兩個光回波（圈內(nèi)）

這項關(guān)于S0-2的研究是科學(xué)家計劃在人馬座A *附近的恒星上進行的廣義相對論的第一次研究。其中一個目標是S0-102，它是在超大質(zhì)量黑洞附近超過3000顆恒星中軌道最短的，需要11.5年才能環(huán)繞一周。

參考資料

1.WJ百科全書

2.天文學(xué)名詞

3. Y張- livescience

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